[發(fā)明專利]一種可控逆變高溫爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610033041.X
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105486101B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設計）人: 王超超;李益兵;姜衛(wèi)民;杜高波
• 申請（專利權）人: 河南三特爐業(yè)科技有限公司
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00;H02M7/217;H02M7/537
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 炊萬庭

技術領域

本發(fā)明涉及高溫電爐技術領域，具體涉及一種最高使用溫度可達到1700℃的可控逆變高溫爐。

背景技術

高溫電爐廣泛應用于金屬材料、陶瓷材料、納米材料、半導體等材料的研究以及高溫應用技術研發(fā)。本電爐最高使用溫度為1700℃，使用硅鉬棒為發(fā)熱元件，由于硅鉬棒本身電阻值很小，使用過程中為防止通過過大電流燒壞硅鉬棒，一般硅鉬棒的額定工作電壓都比較低，使用時，需要通過變壓器降低輸入電壓，同時，由于硅鉬棒隨著溫度的升高，阻值也隨之出現(xiàn)大幅度的升高，為了保證通過硅鉬棒的電流在可控范圍內，需要在升溫過程中根據信號反饋對硅鉬棒上所加電壓不斷進行調節(jié)控制，保證硅鉬棒始終通過合適電流。

傳統(tǒng)電爐控制使用自耦變壓器進行降壓，通過溫控儀表控制可控硅輸出電壓來調節(jié)加在硅鉬棒上的電壓，由于硅鉬棒在低溫時電阻極小，要求變壓器輸出電壓很低，控制過程對硅鉬棒上所加電壓做分段限制，繼而限制了硅鉬棒的輸出功率，使用時硅鉬棒不能實時發(fā)揮最大輸出功率，造成升溫速度很慢，升溫過程中熱量損耗過多。同時傳統(tǒng)變壓器電能轉換效率低，只能達到總功率的60－70%，電能利用率低，而且傳統(tǒng)自耦變壓器體積和重量較大，不利于電爐的尺寸的縮小以及運輸。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種可控逆變高溫爐，該高溫爐采用新型逆變電路進行控制，電爐的重量比傳統(tǒng)電爐輕的多，并且在升溫過程中能實時發(fā)揮硅鉬棒發(fā)熱體的最大功率，使用時通過發(fā)熱體的電流穩(wěn)定，能有效延長發(fā)熱體的使用壽命。

本發(fā)明為解決上述技術問題，所提供的技術方案是：一種可控逆變高溫爐，包括爐體、設置在爐體內的加熱體、溫控組件以及逆變控制電路，所述逆變控制電路包括用于將外部的工頻交流電轉換成直流電的輸入整流濾波電路、用于將輸入整流濾波電路輸出的直流電逆變成中頻交流電的逆變器、用于將逆變器輸出的中頻交流電降壓的中頻變壓器以及用于將中頻變壓器輸出的中頻交流電轉換成工作直流電的輸出整流濾波電路，輸出整流濾波電路的輸出端與爐體內的加熱體電連接。

作為本發(fā)明一種可控逆變高溫爐的進一步優(yōu)化：所述輸入整流濾波電路通過三相橋式整流電路將380V/50Hz的工業(yè)用電變?yōu)?30V直流電，并通過電解電容和電阻組成RC濾波電路對輸出整流后的電路進行濾波。

作為本發(fā)明一種可控逆變高溫爐的進一步優(yōu)化：所述輸出整流濾波電路為快速整流二極管和直流電抗器共同組成的單相全波整流濾波輸出電路，并且還包括有RCD吸收回路。

作為本發(fā)明一種可控逆變高溫爐的進一步優(yōu)化：所述逆變控制電路還包括PWM控制芯片和igbt驅動模塊，所述igbt驅動模塊具有反饋電流輸入端、反饋電壓輸入端以及給定信號輸入端，igbt驅動模塊的輸出端連接至PWM控制芯片，PWM控制芯片的輸出端通過驅動電路連接至逆變器。

作為本發(fā)明一種可控逆變高溫爐的進一步優(yōu)化：所述驅動電路通過控制電路輸出相同占空比的PWM脈沖控制IGBT，使電子開關輪流導通與關斷，此時，直流電壓被逆變成20KHz的交流方波電壓，IGBT中電子開關的輪流導通和關斷使中頻變壓器的原邊繞組上的電壓為正負對稱的方波，變壓器的次級繞組感應的交流方波電壓大小采用PWM方式進行調節(jié)，即改變驅動脈沖的占空比實現(xiàn)，變壓器輸出的交流方波電壓經過快恢復二極管整流后變成方波直流電壓，最后經過直流電抗器濾波后輸出較為平直的直流電壓，實現(xiàn)了對輸出電流的恒流控制，當控制電路輸出不同占空比的PWM脈沖控制IGBT中電子開關的開通與關斷，則逆變器輸出頻率為20KHz，幅值相同但平均值不同的交流方波脈沖，經過變壓器降壓整流濾波后，可以實現(xiàn)脈沖電流的輸出。

作為本發(fā)明一種可控逆變高溫爐的進一步優(yōu)化：所述PWM控制芯片還連接有保護電路。

有益效果

1、本發(fā)明的可控逆變高溫爐在升溫過程中能實時發(fā)揮硅鉬棒發(fā)熱體的最大功率，能在一個小時內從室溫升溫到1700℃，升溫時間是原有傳統(tǒng)電爐的三分之一；

2、本發(fā)明的可控逆變高溫爐在使用時通過發(fā)熱體的電流比較穩(wěn)定，能有效延長發(fā)熱體的使用壽命，并且此新型控制器電能轉換效率能達到90%，比傳統(tǒng)電爐節(jié)能30%以上；

3、本發(fā)明的可控逆變高溫爐采用新型逆變電路控制，比傳統(tǒng)同型號電爐重量減少三分之一，更加便于運輸。

附圖說明

圖1是本發(fā)明高溫爐的逆變控制電路原理框圖；

圖2是本發(fā)明高溫爐的逆變控制電路中整流濾波過程示意圖。

具體實施方式